Faglig innhold

Termodynamiske systemer, egenskaper og prosesser; lukkede og åpne systemer, stasjonære og ikke-stasjonære prosesser; arbeid og varme. Termodynamikkens 1. lov; sirkelprosesser, tilstandsendring, indre energi, entalpi og spesifikk varme. Termodynamikkens 2. lov; reversible og irreversible prosesser, eksergi og entropi. Eksempler knyttet til fornybar energi og bruk av relevant programvare.

Læringsutbytte

Kunnskaper: Kandidatene skal forstå - Konserveringslover for masse og energi, herunder termodynamikkens 1. lov. - Energiformer så som varme og arbeid, indre energi og entalpi. - Entropi og termodynamikkens 2. lov. - Årsaker til termodynamiske tap grunnet irreversibiliteter. - Ulike energiformers kvalitet målt som evne til å utføre arbeid. - Prosessers destruksjon av energikvalitet. - Ideell gass-modell, dens antakelser, anvendelser og begrensninger. - Ulike sirkelprosesser som Carnot, Rankine, Otto, Diesel og Brayton - Sammenhengen mellom energi, arbeid og varme i termodynamiske systemer. - Virkemåte for dampkraftverk, gasskraftverk, interne forbrenningsmotorer, varmepumper og kjølekretser. - Hovedkomponentene i kraft/varme prosessystemer, så som damp- og gassturbiner, kompressorer, pumper, varmevekslere og ventiler. - Fluiders evne til å endre fasetilstand (fast stoff, væske og gass). - Enkle sirkelprosesser og hvordan entalpi og entropi brukes for å beskrive slike prosesser. - Prosesser knyttet til forbrenning av hydrokarboner. - Prosesser knyttet til fuktig luft. Ferdigheter: Kandidatene skal kunne - sette opp masse- og energibalanser for enkle systemer med energi, arbeid og varme. - analysere enkle sirkelprosesser - estimere termodynamiske egenskaper for systemer ved hjelp av tabeller og grafiske diagrammer. - beregne virkningsgrader for kraftproduserende og kraftforbrukende prosesser. - beskrive termodynamiske prosesser i grafiske diagrammer av type pv, Tv, Ts og pv. Generell kompetanse: - Anvende grunnleggende termodynamikk i fornybar energi-relaterte problemstillinger knyttet til vindkraft, vannkraft, biokraft og termiske maskiner. - Basiskompetanse som inngår som sentrale elementer i andre emner rettet mot energisystemer og industrielle prosesser. - Systemforståelse og evnen til å evaluere prosessers energi- og eksergivirkningsgrader (energikvalitet). - Oversikt over prosesser for kraftproduksjon, oppvarming (varmepumper) og avkjøling (kjølekretser).

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger, øvinger og semesteroppgave (analyse- og/eller laboratorieoppgave i grupper).

Obligatoriske aktiviteter

• Øvinger
• Semesteroppgave

Spesielle vilkår

Anbefalte forkunnskaper

Matematiske metoder 1 og Matematiske metoder 2

Kursmateriell

Principles of Engineering Thermodynamics. Moran, Shapiro, Boettner and Bailey

Forelesingsnotater utdelt via blackboard

Studiepoengreduksjon